自供电在线实时激光振动检测云系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及振动检测技术领域，公开一种自供电在线实时激光振动检测云系统和方法，包括激光传感模组、通信模块和云端处理模块，激光传感模组包括集成光学芯片、激光二极管、探测器阵列和光学透镜，激光传感模组通过激光实现对被测物体的非接触式振动测量，将测量信息通过通信模块传送给云端处理模块，云端处理模块结合测量信息和预设阈值判断被测物体的振动是否正常。本发明专利技术实现非接触式的振动测量、扩大应用场景、提高振动测量的效率、节约人力物力成本。力成本。力成本。

【技术实现步骤摘要】
自供电在线实时激光振动检测云系统和方法


[0001]本专利技术涉及振动检测
，尤其是指一种自供电在线实时激光振动检测云系统和方法。

技术介绍

[0002]在工程应用中，对设备进行振动检测可以实现对设备的状态检测及故障诊断。现有的振动检测的实现方式多样，检测时使用的传感器有电动式传感器、相对式电动传感器、电涡流传感器、电感式传感器、电容式传感器、惯性式电动传感器、压电式加速度传感器、测力传感器、压电式力传感器、阻抗头传感器和电阻式应变式传感器等。
[0003]电动式传感器基于电磁感应原理，即当运动的导体在固定的磁场里切割磁力线时，导体两端就感生出电动势，因此利用这一原理而生产的传感器称为电动式传感器。
[0004]相对式电动传感器从机械接收原理来说，是一个位移传感器，由于在机电变换原理中应用的是电磁感应定律，其产生的电动势同被测振动速度成正比，所以它实际上是一个速度传感器。
[0005]电涡流传感器是一种相对式非接触式传感器，它是通过传感器端部与被测物体之间的距离变化来测量物体的振动位移或幅值的。电涡流传感器具有频率范围宽(0～10kHZ)，线性工作范围大、灵敏度高以及非接触式测量等优点，主要应用于静位移的测量、振动位移的测量、旋转机械中监测转轴的振动测量。
[0006]电感式传感器依据传感器的相对式机械接收原理，能把被测的机械振动参数的变化转换成为电参量信号的变化。因此，电感传感器有二种形式，一是可变间隙，二是可变导磁面积。
[0007]电容式传感器一般分为两种类型。即可变间隙式和可变公共面积式。可变间隙式可以测量直线振动的位移。可变面积式可以测量扭转振动的角位移。
[0008]惯性式电动传感器由固定部分、可动部分以及支承弹簧部分所组成。为了使传感器工作在位移传感器状态，其可动部分的质量应该足够的大，而支承弹簧的刚度应该足够的小，也就是让传感器具有足够低的固有频率。从传感器的结构上来说，惯性式电动传感器是一个位移传感器。然而由于其输出的电信号是由电磁感应产生，根据电磁感应电律，当线圈在磁场中作相对运动时，所感生的电动势与线圈切割磁力线的速度成正比。因此就传感器的输出信号来说，感应电动势是同被测振动速度成正比的，所以它实际上是一个速度传感器。
[0009]压电式加速度传感器的机械接收部分是惯性式加速度机械接收原理，机电部分利用的是压电晶体的正压电效应。其原理是某些晶体(如人工极化陶瓷、压电石英晶体等，不同的压电材料具有不同的压电系数，一般都可以在压电材料性能表中查到。)在一定方向的外力作用下或承受变形时，它的晶体面或极化面上将有电荷产生，这种从机械能(力，变形)到电能(电荷，电场)的变换称为正压电效应。而从电能(电场，电压)到机械能(变形，力)的变换称为逆压电效应。
[0010]测力传感器是利用晶体的压电效应制成的，在振动测量中，由于压电晶体所受的力是惯性质量块的牵连惯性力，所产生的电荷数与加速度大小成正比，所以压电式传感器是加速度传感器。
[0011]压电式力传感器的工作原理是利用压电晶体的压电效应，即压电式力传感器的输出电荷信号与外力成正比。在振动试验中，除了测量振动，还经常需要测量对试件施加的动态激振力。压电式力传感器具有频率范围宽、动态范围大、体积小和重量轻等优点，因而获得广泛应用。
[0012]阻抗头传感器是一种综合性传感器。它集压电式力传感器和压电式加速度传感器于一体，其作用是在力传递点测量激振力的同时测量该点的运动响应。因此阻抗头由两部分组成，一部分是力传感器，另一部分是加速度传感器，它的优点是，保证测量点的响应就是激振点的响应。使用时将小头(测力端)连向结构，大头(测量加速度)与激振器的施力杆相连。从“力信号输出端”测量激振力的信号，从“加速度信号输出端”测量加速度的响应信号。但是，阻抗头一般只能承受轻载荷，因而只可以用于轻型的结构、机械部件以及材料试样的测量。无论是力传感器还是阻抗头，其信号转换元件都是压电晶体，因而其测量线路均应是电压放大器或电荷放大器。
[0013]电阻式应变式传感器是将被测的机械振动量转换成传感元件电阻的变化量。实现这种机电转换的传感元件有多种形式，其中最常见的是电阻应变式的传感器。电阻应变片的工作原理为：应变片粘贴在某试件上时，试件受力变形，应变片原长变化，从而应变片阻值变化，实验证明，在试件的弹性变化范围内，应变片电阻的相对变化和其长度的相对变化成正比。
[0014]但是，现有的这些传感器在检测时都是接触式测量，在实际应用中，长久的检测极易产生传感器脱落和传感器连接线断开的现象；同时，传感器在使用时还需要有电力和网络支撑，为每一个测量点配置供电和(有线或无线)网络接入对于企业用户、尤其是工矿企业来说，都存在人力物力成本消耗大的困难。
[0015]为了解决接触式测量存在的不足，现有技术中有尝试使用激光传感器来进行测量的方法。激光传感器由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表，它的优点是能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等，极适合于工业和实验室的非接触测量应用。但是，激光传感器在振动测量上的应用还很少，常规的激光三角法的探测范围有限，无法测量深孔内部，并且在实际使用过程中也无法实现数据的云端传输。

技术实现思路

[0016]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中的不足，提供一种自供电在线实时激光振动检测云系统和方法，可以实现非接触式的振动测量、扩大应用场景、提高振动测量的效率、节约人力物力成本。
[0017]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种自供电在线实时激光振动检测云系统，包括激光传感模组、通信模块和云端处理模块，所述激光传感模组包括集成光学芯片、激光二极管、探测器阵列和光学透镜，
[0018]所述激光传感模组通过激光实现对被测物体的非接触式振动测量，将测量信息通
过所述通信模块传送给所述云端处理模块，所述云端处理模块结合测量信息和预设阈值判断被测物体的振动是否正常。
[0019]在本专利技术的一个实施例中，所述集成光学芯片、激光二极管、探测器阵列和光学透镜通过一体化封装组成所述激光传感模组。
[0020]在本专利技术的一个实施例中，所述集成光学芯片包括光学基底，所述光学基底上包含多个光学元件，所述光学元件包括激光器、调制器、光电探测器和滤波器。
[0021]在本专利技术的一个实施例中，所述激光传感模组还包括不同延迟线的光学干涉仪。
[0022]在本专利技术的一个实施例中，所述测量信息包括被测物体的位移、振动幅度和光学相位信息。
[0023]在本专利技术的一个实施例中，所述云端处理模块结合测量信息和预设阈值判断被测物体的振动是否正常，具体为：
[0024]所述云端处理模块实时接收所述激光传感模组的测量信息，根据历史测量信息生成判断振动是否正常的阈值，将所述判断振动是否正常的阈值与当前的测量信息对比判断被测物体的振动是否正常。
[0025]在本专利技术的一个实施例中，还包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自供电在线实时激光振动检测云系统，其特征在于：包括激光传感模组、通信模块和云端处理模块，所述激光传感模组包括集成光学芯片、激光二极管、探测器阵列和光学透镜，所述激光传感模组通过激光实现对被测物体的非接触式振动测量，将测量信息通过所述通信模块传送给所述云端处理模块，所述云端处理模块结合测量信息和预设阈值判断被测物体的振动是否正常。2.根据权利要求1所述的自供电在线实时激光振动检测云系统，其特征在于：所述集成光学芯片、激光二极管、探测器阵列和光学透镜通过一体化封装组成所述激光传感模组。3.根据权利要求1所述的自供电在线实时激光振动检测云系统，其特征在于：所述集成光学芯片包括光学基底，所述光学基底上包含多个光学元件，所述光学元件包括激光器、调制器、光电探测器和滤波器。4.根据权利要求1所述的自供电在线实时激光振动检测云系统，其特征在于：所述激光传感模组还包括不同延迟线的光学干涉仪。5.根据权利要求1所述的自供电在线实时激光振动检测云系统，其特征在于：所述测量信息包括被测物体的位移、振动幅度和光学相位信息。6.根据权利要求1所述的自供电在线实时激光振动检测云系统，其特征在于：所述云端处理模块结合测量信息和预设阈值判断被测物体的振动是否正常，具体为：所述云端处理模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯安奇，钟山，
申请(专利权)人：挚感苏州光子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：